Clasificarea ecosistemelor naturale ale biosferei pe bază de peisaj.

bloc de inchiriere

Biosferă- zona vieții active, care acoperă partea inferioară a atmosferei, hidrosfera și partea superioară a litosferei. În biosferă, organismele vii (materia vie) și habitatul lor sunt conectate organic și interacționează între ele, formând un sistem dinamic integral. Doctrina biosferei ca înveliș activ al Pământului, în care activitatea combinată a organismelor vii (inclusiv a omului) se manifestă ca un factor geochimic la scară și semnificație planetară, a fost creată de Vernadsky.

Zonele de dezvoltare a materiei vii pe Pământ pot fi limitate de cinci parametri: cantitatea de dioxid de carbon și oxigen; prezența apei în faza lichidă; regim termic; prezența unui „minim de subzistență” - elemente de nutriție minerală; peste salinitatea apei. Există foarte puține zone de pe suprafața Pământului în care factorii enumerați ar împiedica dezvoltarea organismelor vii. Întregul Ocean Mondial este locuit de organisme. Se află în șanțul Marianelor și sub gheața Oceanului Arctic și a Antarcticii. În atmosferă, viața a fost identificată nu numai în troposferă, ci și în stratosferă: organisme viabile au fost găsite la o altitudine de aproximativ 80 km. Totuși, viața activă a majorității organismelor are loc în atmosferă până la altitudini unde există insecte și păsări. Mai sus sunt bacteriile, ciupercile de drojdie, sporii de ciuperci, mușchi și licheni, viruși, alge etc. Majoritatea la astfel de înălțimi sunt într-o stare de animație suspendată. În interiorul continentelor, limita inferioară a biosferei trece prin adâncimi diferite, care sunt controlate în principal de caracteristicile apelor subterane. Forme active și diverse de microfloră au fost găsite la adâncimi de peste 3 km, iar bacteriile vii au fost prezente în apele cu o temperatură de 100°C.

Avem cea mai mare bază de informații din RuNet, așa că puteți găsi întotdeauna întrebări similare

Acest subiect aparține:

Geochimie

Geochimia geosferelor. Litosferă. Atmosfera. Hidrosferă. Pedosferă. Factorii de migrare a elementelor chimice în scoarța terestră. Geochimia peisajelor. Clasificarea geochimică a peisajelor.

Suprafața globului în toată diversitatea sa a fost în trecut și este acum obiectul de studiu al multor științe ale naturii (geologie, geografie fizică, biologie, științe ale solului etc.). În procesul de dezvoltare a acestor științe, odată cu acumularea de cunoștințe, suprafața globului a început să fie înțeleasă ca rezultat al unei interacțiuni complexe a celor patru sfere constitutive ale sale: litosferă(piatră tare) atmosfera(aer), hidrosferă(apa) si biosferă(materie vie). Ca urmare, a apărut un nou concept - învelișul geografic al pământului ca cea mai extinsă formațiune naturală complexă, constând din patru cochilii fizice și geografice parțiale care se întrepătrund.

Planeta Pământ este caracterizată de o structură de înveliș (o coajă este un concept tridimensional, volumetric). Una dintre scoici - geografică - are o serie de trăsături distinctive care indică structura sa mai complexă în comparație cu altele. Trăsături distinctive ale învelișului geografic al Pământului: prezența în compoziția sa a materiei în trei stări agregate (solid, lichid și gazos), prezența simultană a surselor de energie cosmică și terestră, prezența materiei organice - viață. Pentru prima dată, naturalistul rus P. I. Brounov a subliniat învelișul geografic al Pământului, format din patru părți (cochilii sau sfere). El a scris că toate aceste sfere (litosferă, atmosferă, hidrosferă și biosferă), pătrunzând una în alta, determină aspectul exterior al Pământului prin interacțiunea lor. Studiul acestor interacțiuni este una dintre cele mai importante sarcini ale științelor naturale moderne.

Principala proprietate a învelișului geografic al Pământului este un schimb constant de materie și energie nu numai între acesta și lumea exterioară - spațiul cosmic, ci și între principalele părți ale învelișului în sine: substrat, aer, apă, biomasă. Acest schimb determină dezvoltarea constantă a învelișului geografic, iar variabilitatea compoziției și structurii sale face ca organizarea componentelor naturale și a complexelor acestora să fie din ce în ce mai mare și mai complexă (complex în latină înseamnă plex, adică o legătură strânsă între părți ale întreg).

Învelișul geografic al Pământului are o putere considerabilă, dar există opinii diferite cu privire la granițele sale. Conform opiniei cele mai comune, limita sa superioară trece în atmosferă de-a lungul limitei superioare a răspândirii vieții la o altitudine de aproximativ 25-30 km. Până la această limită, efectul termic al suprafeței terestre afectează și atmosfera este îmbogățită cu ozon (0 3). Stratul de ozon interceptează excesul de radiații ultraviolete de la soare, protejând astfel viața de pe suprafața pământului.

Compoziția învelișului geografic al Pământului include întreaga grosime a apelor oceanice. Limita inferioară a pătrunderii vieții pe continente, aparent, trece de-a lungul limitei inferioare a stratului scoarței terestre, care se află într-un schimb continuu de materie și energie cu hidrosfera și atmosfera, care își găsește expresia în mișcările tectonice. , inclusiv cutremure și erupții vulcanice. Grosimea totală a învelișului geografic al Pământului acoperit de viață este de 35 - 40 km.

O trăsătură caracteristică a învelișului geografic al Pământului este eterogenitatea, contrastul părților sale constitutive - sferele. Stratul de interacțiune directă dintre ele iese în evidență într-un mod deosebit zona de peisaj, care serveste drept loc pentru transformarea energiei solare in diverse tipuri de energie terestra, mediu cel mai favorabil dezvoltarii vietii. Grosimea sa variază de la câteva zeci până la 250 m deasupra oceanelor și a suprafeței pământului (atât deasupra câmpiei, cât și deasupra munților). În aceste limite, peisajele se formează pe uscat și în oceane ca urmare a contactului direct și a interacțiunii active a litosferei, atmosferei și hidrosferei. Sfera peisajului de pe uscat include crusta modernă de intemperii 1 , solul, vegetația, organisme vii și straturile de suprafață ale aerului. Cu alte cuvinte, sfera peisajului este un ansamblu de complexe naturale de pe suprafața pământului.

În sfera peisajului Pământului, care ocupă partea centrală a anvelopei geografice, există un focus biologic (conform lui V. I. Vernadsky) - cea mai violentă manifestare a vieții pe uscat și în apă. Ca parte a învelișului geografic, această zonă este de natură globală și este subiectul de studiu al unei științe speciale - știința peisajului. Sfera peisajului se distinge de alte geosfere ale planetei noastre prin complexitatea excepțională a structurii externe și interne, existența și activitatea societății umane. Proprietățile geocomplexelor care alcătuiesc sfera peisajului sunt determinate de procese care au loc atât direct în peisaj, cât și în măruntaiele Pământului și spațiului Lumii.

În literatura științifică și educațională sunt utilizați termeni care sunt sinonimi, sau se completează unul pe altul sau au conținut complet diferit. Astfel, sinonimele reale pentru termenul „înveliș geografic” sunt sfera geografică, învelișul peisajului și epigeosfera. Există lucrări în care se pune un semn de egalitate între conceptele de înveliș peisagistic și mediu geografic. Acest lucru nu este adevărat, întrucât învelișul geografic - peisagistic - a devenit mediul geografic al societății umane după apariția sa, și apoi numai în spațiul în care a funcționat această societate. Pentru omul antic al perioadei paleolitice, mediul geografic era doar o parte nesemnificativă a învelișului peisajului. Acum activitatea umană a depășit anvelopa geografică (zboruri cosmonauți, foraje adânci). Mediul geografic este înțeles ca acea parte a mediului natural terestru al unei persoane, care la un moment istoric dat este cel mai legată de activitatea sa de producție.

PRELEZA 11

BIOSFERĂ. CONCEPTUL DE PEISAJ GEOGRAFIC.

Învățăturile lui V.I. Vernadsky despre biosferă. Biosfera, limitele ei, compoziția. Biostrom. ciclu biologic. Conceptul de peisaj geografic. Peisaje naturale și antropice.

Biosfera -învelișul planetei, locuit de materie vie. Materia vie este unul dintre cele mai vechi corpuri naturale cunoscute pe Pământ. În structura chimică a biosferei, rolul principal revine oxigenului, carbonului și hidrogenului, care alcătuiesc 96,5% din greutatea materiei vii, precum și azotului, fosforului și sulfului, care se numesc biofile.

Conceptul de biosfere a apărut în biologie în secolul al XVIII-lea, dar inițial a avut un sens complet diferit de cel de acum. Biosfera a fost numită globule mici ipotetice (nuclee de materie organică), care se presupune că ar sta la baza tuturor organismelor. Pe la mijlocul secolului al XIX-lea, în biologie, pozițiile ideilor științifice despre celulele organice reale erau clarificate, iar termenul de „biosferă” își pierdea sensul anterior. Ideea biosferei în interpretarea sa modernă a venit J.-B. Lamarck (1744-1829), fondatorul primului concept holistic al evoluției naturii vii, dar nu a folosit acest termen. Pentru prima dată într-un sens apropiat de cel modern, conceptul de „biosferă” a fost introdus de geologul austriac E. Suess, care în cartea sa „Originea Alpilor” (1875) l-a definit ca o înveliș specială a Pământului. format din organisme. În prezent, conceptele de „biotă”, „bios”, „materie vie” sunt folosite pentru a desemna această înveliș, iar conceptul de „biosferă” este interpretat așa cum a fost interpretat de academicianul V.I. Vernadsky (1863-1945). Lucrarea principală a lui V.I. Vernadsky „Structura chimică a biosferei Pământului și a mediului său” a fost publicată după moartea sa.

Doctrina holistică a biosferei este prezentată în lucrarea sa clasică Biosphere (1926). IN SI. Vernadsky a definit biosfera ca un înveliș special acoperit de viață a Pământului. În compoziția fizico-chimică a biosferei, V.I. Vernadsky identifică următoarele componente:

-materie vie- totalitatea tuturor organismelor vii;

-substanță inertă- corpuri sau fenomene neînsuflețite (gaze atmosferice, roci de origine magmatică, anorganică etc.);

-substanță bio-inertă– corpuri naturale eterogene (soluri, ape de suprafață etc.);

-nutrient– deșeuri ale organismelor vii (humus de sol, cărbune, turbă, petrol, șist etc.);

-substanță radioactivă(format ca urmare a dezintegrarii elementelor radioactive de radiu, uraniu, toriu etc.);

- atomi împrăștiați(elemente chimice care se află în scoarța terestră în stare dispersată);

-materie organică(meteoriți de praf spațial).

Învățăturile lui V.I. Vernadsky a urmărit studiul corpurilor vii, inerte și bio-inerte în unitatea lor inseparabilă, care a jucat un rol semnificativ în pregătirea oamenilor de știință naturală pentru o percepție holistică a sistemelor naturale.

Ținând cont de conceptele moderne, biosfera include învelișul Pământului, care conține totalitatea organismelor vii și o parte din substanța planetei care este în continuu schimb cu aceste organisme. Cu alte cuvinte Biosfera este o zonă de viață activă care acoperă partea inferioară a atmosferei, întreaga hidrosferă și orizonturile superioare ale litosferei.

Structura biosferei este o combinație de învelișuri gazoase, apă și solide ale planetei și materia vie care le locuiește. Masa biosferei este de aproximativ 0,05% din masa Pământului, iar volumul acesteia este de 0,4% din volumul planetei. Limitele biosferei determină distribuția organismelor vii în ea. În ciuda concentrației și diversității diferite a materiei vii în diferite regiuni ale globului, se crede că biosfera nu are granițe orizontale. Limita verticală superioară a existenței vieții se datorează nu atât temperaturilor scăzute, cât efectului distructiv al radiațiilor ultraviolete și al radiațiilor cosmice de origine solară și galactică, de care materia vie a planetei este protejată de un ecran de ozon. Concentrația maximă de molecule de ozon (oxigen triatomic) are loc la o înălțime de 20-25 km, unde grosimea stratului de ozon este de 2,5-3 km. Ozonul absoarbe intens radiația în partea din spectrul solar cu o lungime de undă mai mică de 0,29 microni.

Deoarece limita biosferei este determinată de câmpul de existență al vieții, unde reproducerea este posibilă, coincide cu limita troposferei (stratul inferior al atmosferei), a cărei înălțime este de la 8 km deasupra polilor până la 18 km. km deasupra ecuatorului Pământului. Cu toate acestea, doar mișcarea organismelor vii are loc în troposferă și ele realizează întregul ciclu al dezvoltării lor, inclusiv reproducerea, în litosferă, hidrosferă și la limita acestor medii cu atmosfera (se aduc doar spori și bacterii). la o înălțime de până la 20 km, în grosimea litosferei la o adâncime de 4, 5 km, în puțuri s-au găsit doar bacterii anaerobe).

Compoziția biosferei include în totalitate întreaga hidrosferă (oceane, mări, lacuri, râuri, ape subterane, ghețari), a cărei grosime este de 11 km. Cea mai mare concentrare a vieții este concentrată la o adâncime de 200 m, în așa-numitul zona eufotică unde poate ajunge lumina soarelui și este posibilă fotosinteza. Începe mai profunde zona disfotică, unde domnește întunericul și nu există plante fotosintetice, dar reprezentanții lumii animale se mișcă activ, plantele moarte și rămășițele de animale se scufundă în fund într-un flux continuu.

Limita inferioară a biosferei în interiorul litosferei se află în medie la o adâncime de 3 km de suprafața uscată și la 0,5 km sub fundul oceanului (stratul superior al scoarței terestre cu o presiune de 4 x 10 7 Pa și o temperatură de 100 0 C).

Apariția vieții și a biosferei este cea mai mare problemă a științei naturale moderne. Putem vorbi despre două ipoteze - despre apariția (autogenerarea) vieții și despre apariția vieții din spațiu.

Conform prima ipoteză despre generarea spontană a vieţii pe Pământ pe suprafața unei planete fără viață a avut loc o sinteză abiogenă lentă a substanțelor organice, care s-au format din gaze vulcanice în timpul descărcărilor fulgerelor. Organismele primitive s-au format din structuri proteice la sfârșitul Archeanului timpuriu, cu aproximativ 3 miliarde de ani în urmă. Primele organisme unicelulare capabile de fotosinteză au apărut cu aproximativ 2,7 miliarde de ani în urmă, iar primele organisme multicelulare cu cel puțin 1 miliard de ani mai târziu. În absența unui ecran de ozon, viața se putea dezvolta doar în părțile de coastă ale mărilor și apelor interioare, pe fundul cărora pătrundea lumina soarelui. Compușii organici au dat naștere unor sisteme multimoleculare care interacționează cu mediul; datorită evoluției, au dobândit proprietățile organismelor vii.

Acum pe primul loc Ipoteza cosmochimică pentru originea vieții în sistemul solar(teoria panspermiei). Există dovezi că viața a existat pe Pământ mult mai devreme de 3 miliarde de ani (conform A.I. Oparin). Cea mai veche secțiune a scoarței terestre este complexul Isua din vestul Groenlandei, a cărui vârstă este de cel puțin 3,8 miliarde de ani. Urme clare de natură geochimică au fost găsite în rocile din Isua, indicând prezența unei biosfere cu organisme fotoautotrofe, deci, existența vieții la acel moment. Cu toate acestea, organismele autotrofe trebuie să fie precedate de cele heterotrofe, ca fiind mai primitive, astfel încât începutul vieții este împins înapoi dincolo de data de 4 miliarde de ani, adică este posibil ca viața pe Pământ să fi existat atâta timp cât planeta însăși. . Au fost obținute date care indică existența vieții în condiții de spațiu – s-au găsit compuși organici în meteoriți și fragmente de asteroizi, originea lor biogenă a fost confirmată prin studii.Probabil, formarea compușilor organici în sistemul solar în stadiile incipiente ale evoluția sa a fost un fenomen tipic și masiv.

Multă vreme, viața a fost localizată pe planetă în „pete”, „filmul vieții” a fost intermitent. Răspândirea largă și rapidă a vieții pe Pământ a fost facilitată de adaptabilitatea uimitoare a organismelor la mediu, diversitatea speciilor și potențialul uimitor de reproducere. O varietate de specii de organisme vii asigurau umplerea tuturor nișelor ecologice. Microorganismele se găsesc în solurile înghețate și în apa cu temperatura de 100 0 C, tolerează o concentrație mare de acizi, există în mediu alcalin, microorganismele se găsesc în lichidele de răcire ale reactoarelor nucleare.

Biostrom. La limita atmosferei, hidro- și litosferei, se concentrează cea mai mare masă a materiei vii a planetei, iar această înveliș terestră se numește biostrom (biogeosfera), sau film al vieții. Numai în limitele sale sunt posibile viața și existența umană. Sinonime ale biogeosferei sunt „epigeneme” (R.I. Abolin), „vitasferă” - sfera vieții (A.N. Tyurukanov și V.D. Alexandrov), „biostrom”, „fitogeosferă” (E.M. Lavrenko), „fitosferă” (V.B. Sochava), „ acoperire biogeocenotică” (V.N. Sukachev) și alți termeni similari.

Din punct de vedere structural, biostromul este compus din fitostrom, zoostrom și microbiostrom. zoostrom nu participă la formarea materiei organice. Rol microbiosistemîn acest proces este mic și se desfășoară cu ajutorul unor bacterii fotosintetice, în principal acvatice, bacterii chemosintetice (care cresc datorită oxidării chimice a materiei anorganice) și bacterii oxidante hidrogen sulfurat (vii în surse hidrotermale sau în apropierea acestora la diferite adâncurile Oceanului, inclusiv abisul). Principalul producător, creatorul materiei organice primare, a fost și rămâne fitostrom.Îl creează în procesul de fotosinteză în timpul orelor de zi, fixând în sine sub formă de energie potențială a alimentelor o parte din energia luminii solare.

IN SI. Vernadsky a evidențiat două forme de concentrare a materiei vii: filmele de viață și condensarile vieții. Filmele de viață, care ocupă spații vaste, sunt limitate la granițele fazelor. În special, o trăsătură distinctivă biostromul oceanic este prezența în el a două filme ale vieții: suprafața apei (eufotică sau planctonă)și partea de jos. Film de plancton Se limitează la zona eufotică a Oceanului Mondial, granița de contact dintre atmosferă și hidrosferă, unde, cu ajutorul ftosintezei, fitoplanctonul creează materie organică - hrană pentru marea majoritate a organismelor de la toate adâncimile oceanului. Filmul de jos al vieții ocupă fundul (benthal) al oceanului (locuit de bentos), situat la secțiunea fazelor lichide și solide ale materiei. Straturile de suprafață și inferioare ale biostromului din apropierea țărmurilor, în ape puțin adânci, se îmbină, formând aici un singur biostrom oceanic, care este la fel de bogat și divers în plancton și bentos.

Pe uscat, există două filme despre viață - pământ și pământ. Sol film(biostromul terestru) este situat pe suprafața solului și cuprinde în întregime acoperirea vegetativă (fitostromul) și populația animală a terenului (zoostromul și microbiostromul). peliculă de sol limitat la un strat subțire de suprafață al litosferei, transformat prin procesele de formare a solului. Din punctul de vedere al analizei părților structurale ale GO, solul reprezintă stratul superior al crustei moderne de intemperii transformată de biostrom. Este recipientul părții subterane a biostromului, locul de concentrare a sistemelor radiculare și habitatul unei faune bogate și diverse - de la cârtiță și șobolan cârtiță la multe nevertebrate și microorganisme. Pe uscat, filmele vieții au contact direct și nu există o graniță clară între ele.

Materia vie din biosferă este distribuită inegal nu numai pe verticală, ci și în întreaga zonă, formând aglomerări de viață. Pe uscat, astfel de concentrații de viață sunt păduri, mlaștini, câmpii inundabile și lacuri; în ocean se disting următoarele tipuri de acumulare de viață: de coastă (apare acolo unde se suprapun planctonul și peliculele de fund ale vieții - coasta, raftul și estuarele fluviale); sargas (limitat la zonele oceanului ocupate de sargasul algelor brune); ruptură (așezare masivă în apă puțin adâncă a polipilor de corali și a altor organisme marine cu un schelet de calcar dur - Marea Barieră de Corali din Oceanul Pacific); upwelling (format în cazul în care vânturile alungă apa caldă de suprafață de pe versantul de coastă la latitudini subtropicale și tropicale, în urma căreia se ridică la suprafață apa rece adâncă, bogată în nutrienți; cel mai adesea observată în largul coastelor de vest ale continentelor); Rift abisal (oaze de dimensiuni mici în tranșee de adâncime și nu numai, locuite de rupturi, polihete, bivalve, crabi orbi și pești în absența completă a plantelor - deschise spre nord-estul Insulelor Galapagos, la o adâncime de 2450 m) .

Funcțiile materiei vii în biosferă. biomasa totala materie vie a biosferei este de 2-3 trilioane. tone, iar 98% din aceasta este biomasa plantelor terestre. Biosfera este locuită de aproximativ 1.500.000 de specii de animale și 500.000 (350.000 de plante și 1.700.000 de animale conform F.N. Milkov, 1990) specii de plante (G.V. Voytkevich, V.A. Vronsky, 1989). În procesele de auto-organizare a biosferei, materia vie joacă un rol principal și îndeplinește următoarele funcții:

Energie - redistribuirea energiei solare între componentele biosferei;

Formatoare de mediu (gaz) - în procesul de activitate vitală a materiei vii se creează principalele gaze: azot, oxigen, dioxid de carbon, metan etc.; organismele vii participă la migrarea gazelor și la transformările acestora; sunt împărțite în oxigen-dioxid de carbon, dioxid de carbon, azot, hidrocarburi, ozon și peroxid de hidrogen),

Concentrarea - extracția și acumularea de către organismele vii a elementelor biogene (oxigen, carbon, hidrogen, azot, sodiu, magneziu, potasiu, aluminiu, sulf etc.) în concentrații de sute de mii de ori mai mari decât conținutul acestora în mediu (în cărbuni). , conținutul de carbon este mai mare decât media pentru scoarța terestră; carbonații sunt concentrați în corali, se formează calcar organogen; siliciul este concentrat în diatomee; iodul este concentrat în alge alge);

Distructiv (manifestat în mineralizarea materiei organice);

Redox (constă în transformarea chimică a substanțelor din biosferă);

Biochimic (asociat cu activitatea vitală a organismelor vii - nutriția lor, respirația, reproducerea, moartea și distrugerea ulterioară a corpurilor; ca urmare, transformarea chimică a materiei vii are loc mai întâi în bioinert, iar apoi, după moarte, în inert)

Activitatea biogeochimică a omenirii (conduce la modificarea întregii planete).

Funcția apei a materiei vii din biosferă este asociată cu ciclul biogenic al apei, care este de mare importanță în ciclul apei de pe planetă.

Îndeplinesc funcțiile enumerate, materia vie se adaptează mediului și îl adaptează la nevoile sale biologice (și dacă vorbim despre o persoană, atunci și sociale). În același timp, materia vie și habitatul său se dezvoltă în ansamblu, dar controlul asupra stării mediului este efectuat de organismele vii.

Procesul de creare a materiei organice în biosferă are loc concomitent cu procesele opuse ale consumului și descompunerii acesteia de către organismele heterotrofe în compuși minerali inițiali (apă, dioxid de carbon etc.). Așa se desfășoară ciclul materiei organice din biosferă cu participarea tuturor organismelor care o locuiesc, numite mic, sau biologic (biotic), circulație a substanțelor spre deosebire de cea cauzată de energia solară mare, sau geologic, de circulaţie, care se manifestă cel mai clar în ciclul apei și circulația atmosferică. O circulație mare are loc pe parcursul întregii dezvoltări geologice a Pământului și se exprimă prin transferul de mase de aer, produse meteorologice, apă, compuși minerali dizolvați, poluanți, inclusiv cei radioactivi.

Un mic ciclu (biologic) începe cu apariția materiei organice ca urmare a fotosintezei plantelor verzi, adică formarea materiei vii din dioxid de carbon, apă și compuși minerali simpli folosind energia radiantă a Soarelui. Fotosinteza este realizată de plante terestre, alge de apă dulce și fitoplancton oceanic. Substanțele organice formate în frunză se deplasează spre tulpini și rădăcini, unde compușii minerali primiți din sol - săruri de azot, sulf, potasiu, calciu, fosfor - sunt deja incluși în sinteză. Plante ( producători) extrage sulf, fosfor, cupru, zinc și alte elemente din sol în formă dizolvată. ierbivore ( consumatorii de prima comandă) absorb compușii acestor elemente sub formă de alimente de origine vegetală. Prădători ( consumatori de ordinul doi) se hrănesc cu animale erbivore, consumând alimente de compoziție mai complexă, inclusiv proteine, grăsimi, aminoacizi etc. Resturile de animale și plantele moarte sunt prelucrate de insecte, ciuperci, bacterii ( descompunetori), transformându-se în compuși minerali și organici simpli care intră în sol și sunt din nou consumați de plante. Astfel începe o nouă rundă a ciclului biologic.

Spre deosebire de ciclul mare, cel mic are o durată diferită: se disting cicluri mici sezoniere, anuale, perene și seculare. Ciclurile biologice ale materiei nu sunt închise. Când materia organică moare, nu numai acele elemente care au fost luate din ea sunt returnate în sol, ci și altele noi formate de planta însăși. Unele substanțe părăsesc circulația pentru o lungă perioadă de timp, rămânând în sol sau formând roci sedimentare.

Formarea și distrugerea materiei organice sunt procese opuse, dar inseparabile. Accelerarea sau absența unuia dintre ele va duce inevitabil la dispariția vieții. Dacă are loc doar acumularea de materie organică, atunci atmosfera va pierde în curând dioxid de carbon, litosfera - fosfor, sulf, potasiu. În consecință, fotosinteza se va opri și plantele vor muri. Pe de altă parte, dacă viteza de descompunere crește, toată materia organică se va descompune rapid în compuși minerali și viața va înceta.

Conceptul de ciclu biogeochimic. Schimbul de materie și energie, care se realizează între diferite părți structurale ale biosferei și este determinat de activitatea vitală a microorganismelor, se numește ciclu biogeochimic. A fost odată cu introducerea lui V.I. Vernadsky a conceptului de „ciclu biogeochimic”, ideea circulației substanțelor ca sistem închis a încetat să mai existe. Toate ciclurile biogeochimice alcătuiesc baza dinamică modernă a existenței vieții, sunt interconectate între ele și fiecare dintre ele joacă propriul său rol în evoluția biosferei.

Procesele ciclice separate care alcătuiesc circulația generală a substanțelor în biosferă nu sunt complet reversibile. O parte a substanțelor din procesele repetitive de transformare și migrare este dispersată sau legată în noi sisteme, cealaltă este revenită la ciclu, dar cu noi caracteristici calitative și cantitative. O parte din substanțe pot fi extrase și din circulație, deplasându-se ca urmare a proceselor fizice și geologice în orizonturile inferioare ale litosferei sau dispersându-se în spațiul cosmic. Durata ciclurilor de circulație a anumitor substanțe este extrem de diferită. Timpul suficient pentru rotația completă a dioxidului de carbon atmosferic prin fotosinteză este de aproximativ 300 de ani, oxigenul atmosferic și prin fotosinteză - 2000 - 2500, apa prin evaporare - aproximativ 1 milion de ani.

Multe elemente chimice și compușii acestora sunt implicați în cicluri mari și mici, dar cele mai importante dintre ele sunt cele care determină stadiul actual de dezvoltare a biosferei, asociat cu activitatea economică umană. Acestea includ ciclurile carbonului, sulfului și azotului (oxizii lor sunt principalii poluanți ai atmosferei), precum și fosforul (fosfații sunt principalul poluant al apelor terestre). De mare importanță sunt ciclurile elementelor toxice - mercurul (un contaminant alimentar) și plumbul (o componentă a benzinei).

Intervenția omului în ciclurile naturale duce la schimbări serioase ale stării biosferei. Revenind la învățăturile lui V.I. Vernadsky, trebuie remarcat faptul că a apreciat apariția omului pe Pământ ca un pas uriaș în evoluția planetei. Omul de știință credea că odată cu apariția omului și dezvoltarea activității sale de producție, umanitatea devine principalul factor geologic în toate schimbările care au loc în biosfera planetei, dobândind un caracter global: „Umanitatea, luată în ansamblu, devine o forță geologică puternică. ." Dezvoltarea ulterioară necontrolată a activităților oamenilor este plină de pericole mari și, prin urmare, V.I. Vernadsky, biosfera ar trebui să se transforme treptat în noosferă, sau sfera minții (din grecescul noos - minte, sferia - minge).

Trei oameni de știință pot fi considerați fondatorii conceptului de noosferă - proeminentul matematician, antropolog și paleontolog francez E. Leroy (1870-1954), teologul, paleontologul și filozoful francez P. Teilhard de Chardin (1881-1955) și remarcabil om de știință naturală rus V.I. Vernadsky.

Sub conceptul de „noosferă” V.I. a vrut să spună Vernadsky cea mai înaltă formă de dezvoltare a biosferei, determinată de procesele de dezvoltare armonios existente ale societății și naturii. Doctrina lui Vernadsky afirmă principiul evoluției comune a omenirii și a mediului natural (acum acest proces se numește coevoluție), urmărește găsirea unor modalități practice de asigurare a echilibrului social și natural.

Conceptul de „noosferă” reflectă starea viitoare de natură organizată rațional, o nouă etapă în dezvoltarea biosferei, era noosferei când evoluția ulterioară a planetei va fi ghidată de rațiune pentru a asigura armonia necesară în conviețuirea naturii și a societății.

Diferențele calitative ale GO din stadiul noosferic de dezvoltare:

Cochilia se caracterizează printr-o varietate de compoziție materială, substanța primară este transformată, apar noi soluri, roci și minerale, plante și animale cultivate;

Cantitatea de material extras mecanic din litosferă este în creștere, depășește deja masa de material realizată de scurgerea râului;

Există un consum masiv de produse de fotosinteză din epocile geologice trecute, în principal în scopuri energetice; în noosferă începe o scădere a conținutului de oxigen și o creștere a dioxidului de carbon, temperatura medie anuală a planetei crește (cu aproximativ 1-1,5 0), ceea ce determină încălzirea planetei;

Există diferite tipuri de energie, se utilizează energia nucleară și termonucleară;

În interiorul noosferei, există o interacțiune strânsă a tuturor componentelor, ducând la crearea de noi sisteme: natural-teritoriale și antropice;

În noosferă, activitatea rațională a unei persoane se manifestă, datorită apariției minții, ia naștere o societate (un ansamblu de indivizi, personalități capabile să lucreze împreună);

Noosfera trece dincolo de biosfera in legatura cu imensul progres al revolutiei stiintifice si tehnologice: apare astronautica, asigurand iesirea omului dincolo de planeta.

Astfel, biosfera este o formațiune în curs de dezvoltare, iar în procesul dezvoltării sale se pot distinge următoarele etape:

biosfera în sine (impactul uman asupra mediului natural nu a dobândit o scară globală);

biotehnosferă - biosfera de astăzi, rezultatul unei influențe transformatoare pe termen lung a unei societăți umane înarmate tehnic asupra naturii Pământului;

noosfera - starea biosferei, caracterizată de armonia și unitatea naturii și a societății pe baza gândirii științifice pozitive și creative.

Diferențierea GO. Complex natural. Conceptul de peisaj geografic.

Diferențierea GO– divizarea unui singur complex planetar în complexe naturale existente în mod obiectiv de diferite ranguri. Diferențierea depinde de cauzele zonale și azonale.

Un complex natural (PC) este un sistem de autoreglare și auto-reproducere de componente interconectate și complexe de rang inferior (definiție de F.N. Milkov). Complexele naturale sunt împărțite în natural-teritoriale(PTK) și natural-acvatice(AMBALAJ). PTC-urile sushi-urilor au fost cele mai studiate. PC-ul se caracterizează printr-o zonă relativ omogenă a suprafeței, a cărei unitate se datorează locației geografice, unei singure istorii de dezvoltare și proceselor naturale care au loc în limitele sale.

Toate PC-urile sunt formate prin interacțiunea componentelor: roci, apă, aer, plante, animale, soluri. Rolul componentelor într-un PC este evaluat de oamenii de știință în diferite moduri. PE. Solntsev atribuie bazei litogenetice (un complex de caracteristici geologice și geomorfologice ale zonei de studiu, inclusiv stratigrafia, litologia rocilor, tectonica, relieful) rolul principalului factor în formarea și stabilitatea PC. Pentru prima dată, ideea echivalenței tuturor componentelor a fost exprimată de V.V. Dokuchaev, în raport cu solul. Omul de știință credea că solul este rezultatul activității reciproce a climei, vegetației, animalelor, solurilor.

PC-urile sunt clasificate în funcție de dimensiunea și complexitatea lor planetar(MERGE), regional(continente, țări și regiuni fizico-geografice, zone și zone geografice), local(sunt limitate la mezo- și microforme de relief - râpe, văi ale râurilor, dealuri morenice).

Se propune să se considere peisajul ca unitate principală în știința peisajului, i.e. un astfel de NTC complet, în structura căruia sunt direct implicate toate componentele principale, începând de la scoarța terestră și terminând cu animalele care locuiesc în acest NTC.

Termenul „peisaj are” recunoaștere internațională. Este preluat din limba germană (Teren - pământ și schaft - relație).

Termenul de peisaj a fost introdus în literatura științifică în 1805 de către omul de știință german A. Gommeyer. Prin peisaj, el a înțeles totalitatea zonelor cercetate dintr-un punct, închise între cei mai apropiați munți, păduri și alte părți ale pământului. În țara noastră, dezvoltarea științei peisajului este asociată cu lucrările unor geografi remarcabili L.S. Berg, A.A. Grigorieva, S.V. Kalesnik, F.N. Milkova și alții.

Există trei interpretări ale peisajului geografic.

Peisajul este o zonă limitată teritorial a suprafeței pământului, caracterizată prin unitatea genetică și interconectarea strânsă a componentelor sale (A.A. Grigoriev, N.A. Solntsev, S.V. Kalesnik, A.G. Isachenko).

Peisajul este un concept tipologic generalizat de complexe fizico-geografice. Acest punct de vedere a fost dezvoltat în lucrările lui B.B. Polynova N.A. Gvozdetsky. O unitate tipologică include complexe teritorial disparate, dar similare relativ omogene. Peisajul se caracterizează prin același tip de vegetație, umiditate, dar teritorial poate fi localizat pe continente diferite (peisajul stepelor există pe diferite continente din America de Nord și Eurasia).

Sunt conturate bazele cunoașterii geoecologice, se arată semnificația unei direcții științifice interdisciplinare care studiază geosferele interconectate în strânsa lor integrare cu sfera socială. Sunt evidențiate consecințele naturale și socio-economice ale schimbărilor din geosferele sub influența factorului antropic. Sunt luate în considerare factorii naturali și socio-economici ai ecosferei, problemele schimbărilor globale, problemele geoecologice ale atmosferei, hidrosferei, litosferei și biosferei. Sunt prezentate aspectele geoecologice ale sistemelor natural-tehnogene. Din punct de vedere geoecologic, se evaluează starea actuală și stabilitatea biosferei.

Pentru studenții instituțiilor de învățământ superior care studiază în specialitățile de mediu.

În literatura științifică există diferite interpretări ale conceptelor notate de cuvântul „biosferă”. Potrivit unuia, mai larg, biosfera este zona de existență a materiei vii. În acest sens, biosfera a fost înțeleasă de V. I. Vernadsky, iar în același sens se regăsește adesea în literatură, în special în literatura populară. Conceptul de „biosferă” coincide în mare măsură cu conceptul fie de înveliș geografic, fie de ecosferă și, prin urmare, nu este folosit în acest sens în această carte. Într-un sens mai restrâns, biosfera este una dintre geosferele Pământului. Aceasta este zona de distribuție a materiei vii și, în acest sens, luăm în considerare biosfera.

Biosfera este concentrată în principal sub forma unei pelicule relativ subțiri pe suprafața uscată și în principal (dar nu exclusiv) în straturile superioare ale oceanului. Nu poate funcționa fără o interacțiune strânsă cu atmosfera, hidrosfera și litosfera, iar pedosfera pur și simplu nu ar exista fără organismele vii.

Prezența unei biosfere distinge Pământul de alte planete din sistemul solar. Trebuie subliniat mai ales că biota, adică totalitatea organismelor vii ale lumii, a fost cea care a creat ecosfera în forma în care este (sau, mai precis, ceea ce a fost înainte de începerea activității umane active) , și este biota cea care joacă cel mai important rol în stabilizarea ecosferei. Atmosfera de oxigen, ciclul global al apei și rolul cheie al carbonului și al compușilor săi sunt asociate cu activitatea biotei și sunt caracteristice doar Pământului. Biota joacă un rol semnificativ, dacă nu decisiv, în toate ciclurile biogeochimice globale. În principal datorită biotei este asigurată homeostazia ecosferei, adică capacitatea sistemului de a-și menține principalii parametri, în ciuda influențelor externe, atât naturale, cât și, într-o măsură tot mai mare, antropice.

Curs 1. Locul științei peisajului

Dintre geoștiințe. Știința peisajului și geoecologie

Locul științei peisajului printre geoștiințe. Știința peisajului și geoecologie.

Corelarea conceptelor „înveliș geografic”, „înveliș peisagistic”, „biosferă”.

Definiția termenului de „peisaj”, „complex natural-teritorial (NTC)” și „geosistem”.

Ecosistem și geosistem.

Știința peisajului este o parte a geografiei fizice, care face parte din sistemul științelor fizice și geografice (geografie generală, studii regionale, paleogeografie, științe fizice și geografice private), care este nucleul acestui sistem.

Știința peisajului, al cărei obiect de studiu este sfera peisajului, are propria sa serie de științe peisajului: știința generală a peisajului, morfologia peisajului, geofizica peisajului, geochimia peisajului și cartografierea peisajului.

Știința peisajului are cea mai strânsă legătură cu anumite științe fizice și geografice (geomorfologie, climatologie, hidrologie, știința solului și biogeografie).

Pe lângă propriile discipline geografice, alte științe ale pământului sunt apropiate de știința peisajului, în special geologia, geofizica și geochimia. Așa au apărut științele geofizicii peisajului (studiază energia geosistemelor) și geochimiei peisajului (studiază migrația elementelor chimice în peisaj).

În plus, știința peisajului se bazează pe legile naturale fundamentale stabilite de fizică, chimie și biologie.

Să analizăm ultimul aspect al acestui subiect - relația dintre știința peisajului și geoecologie. Termenul „ecologie” tradus literal din greacă înseamnă „știința habitatului”. A fost propus încă din 1866 de către biologul german Ernst Haeckel și a început să fie folosit pentru a caracteriza relația plantelor și animalelor cu mediul natural. Apoi, în cadrul biologiei, a luat naștere doctrina ecologiei, care a început să se dezvolte rapid pe baza studiului relației dintre organisme și mediu, comunitățile și populațiile acestor organisme, iar începând cu anii 30 ai secolului trecut, ecosistemele. ca complexe naturale constituite dintr-o combinaţie de organisme vii şi mediul lor.mediu. Ceva mai târziu, din anii 1950 până în anii 1960, toate problemele relației dintre societatea umană și mediu au început să fie clasificate drept ecologice. Ecologia a depășit sfera biologiei și a devenit un complex interdisciplinar de domenii științifice. Ecologia clasică a început să fie numită bioecologie. Având în vedere faptul că termenul „ecologie” a devenit ambiguu, adăugarea rădăcinii „geo” la acesta subliniază legătura cu geografia. Termenul „geoecologie” a apărut în Occident în anii 1930. Deși interesul geografiei pentru astfel de probleme a apărut mult mai devreme. De fapt, geografia a fost încă de la începuturile sale care a fost angajată în studiul mediului uman, a relației dintre om și natură.

Dintre geografii sovietici, Acad. V.B. Sochava în 1970. Treptat, o idee modernă de geoecologie a apărut ca parte integrantă a unui mare complex interdisciplinar de probleme de mediu și sfera de suprapunere dintre geografie și ecologie. Geoecologia poate fi definită ca o știință care studiază procesele și fenomenele ireversibile din mediul natural și biosferă care au apărut ca urmare a unui impact antropic intens, precum și consecințele acestor impacturi care sunt apropiate și îndepărtate în timp.

Pe baza acestei definiții a geoecologiei, legătura sa cu știința peisajului este văzută în primul rând în cele ce urmează. Știința peisajului studiază structura, morfologia, dinamica peisajelor naturale, iar geoecologia studiază răspunsul sistemelor naturale la impactul antropic, folosind realizările științei peisajului. Cu toate acestea, între geoecologie și știința peisajului, se poate vedea și o zonă de interese suprapuse, de vreme ce Pe lângă peisajele naturale, cursul de studii peisagistice studiază și peisajele naturale și antropice create cu participarea directă a omului. Până în prezent, doctrina geoecologiei nu poate fi considerată stabilită. Există încă multe ambiguități în definirea sarcinilor și limitelor sale și în formarea aparatului conceptual.

Corelarea conceptelor

„cochilie geografică”, „cochilie peisagistică”, „biosferă

Termenul „înveliș geografic” a fost propus de academicianul A.A. Grigoriev în anii 30 ai secolului trecut. Învelișul geografic este un sistem natural special în care scoarța terestră, hidrosfera, atmosfera și biosfera interacționează și sunt în unitate. Cu o definiție mai detaliată, un înveliș geografic (GO) este înțeles ca un sistem ierarhic complex, dar ordonat, care diferă de alte învelișuri prin faptul că corpurile materiale din acesta pot fi în trei stări de agregare - solid, lichid și gazos. Procesele fizice și geografice din acest înveliș au loc sub influența atât a surselor de energie solară, cât și a celor interne. În același timp, toate tipurile de energie care intră în el suferă o transformare și sunt parțial conservate. În cadrul GO există o interacțiune continuă și complexă, schimb de materie și energie. Acest lucru se aplică și organismelor vii care o locuiesc. Diferiți oameni de știință desenează limitele superioare și inferioare ale învelișului geografic în moduri diferite. După punctul de vedere cel mai general acceptat, limita superioară a GO coincide cu stratul de ozon situat la o altitudine de 20 - 25 km. Limita inferioară a GO este combinată cu limita Mohorovichic (Moho) care separă scoarța terestră de manta. Granița Moho este situată la o adâncime medie de 35-40 km, iar sub lanțurile muntoase - la o adâncime de 70-80 km. Astfel, grosimea anvelopei geografice este de 50-100 km. Ulterior, au existat propuneri de înlocuire a termenului „plic geografic”. Deci, A.G. Isachenko (1962) a sugerat numirea învelișului geografic epigeosferă (epi - mai sus), subliniind că aceasta este învelișul terestră exterioară. I.B. Zabelin a folosit termenul „biogenosferă” pentru a sublinia caracteristica sa cea mai importantă - viața în coajă. Yu.K. Efremov (1959) a propus să se numească peisajul cochiliei geografice.

Am acceptat că învelișul (sfera) peisajului nu este identic cu cel geografic, ci are un cadru mai îngust. Înveliș peisaj (sferă) - cea mai semnificativă parte a învelișului geografic situat în apropierea suprafeței pământului la contactul atmosferei, litosferei și hidrosferei, un fel de focar de îngroșare a vieții (F.N. Milkov). Învelișul peisajului este o formațiune calitativ nouă, care nu poate fi atribuită niciunei sfere. În comparație cu GO, învelișul peisajului este foarte subțire. Grosimea acestuia variază de la câteva zeci de metri până la 200 - 250 m și depinde de grosimea crustei de intemperii și de înălțimea acoperirii vegetale.

Cochilia peisajului joacă un rol important în viața umană. Toate produsele de origine organică pe care o persoană le primește din coaja peisajului. În afara învelișului peisajului, o persoană poate fi doar temporar (în spațiu, sub apă).

Sunteți deja familiarizați cu conceptul de biosferă. Principalele puncte referitoare la originea, formarea acestui termen și însăși doctrina biosferei sunt foarte bine acoperite în manualul lui B.V. Poyarkova și O.V. Babanazarova „Învățătură despre biosferă” (2003). Permiteți-mi doar să vă reamintesc că însuși cuvântul „biosferă” a apărut pentru prima dată în lucrările lui J.-B. Lamarck, dar i-a dat un sens complet diferit. Termenul de biosferă a fost asociat cu organismele vii de către geologul austriac E. Suess în 1875. Abia în anii 60 ai secolului trecut, remarcabilul om de știință rus V.I. Vernadsky a creat o doctrină coerentă a biosferei ca sferă a răspândirii vieții și specialînvelișul planetei noastre.

Potrivit lui V.I. Vernadsky, biosfera este o înveliș planetară generală, acea zonă a Pământului în care viața există sau a existat și care a fost și este expusă acesteia. Biosfera acoperă întreaga suprafață a pământului, întreaga hidrosferă, o parte a atmosferei și partea superioară a litosferei. Spațial, biosfera este închisă între stratul de ozon (20 - 25 km deasupra suprafeței Pământului) și limita inferioară a distribuției organismelor vii în scoarța terestră. Poziția limitei inferioare a biosferei (la aproximativ 6 - 7 km adâncime în scoarța terestră) este mai puțin sigură decât cea superioară, deoarece cunoștințele noastre despre distribuția vieții se extind treptat și organisme vii primitive se găsesc la adâncimi unde, așa cum era de așteptat, nu ar trebui să se datoreze temperaturilor ridicate ale rocilor.

Astfel, biosfera ocupă aproape același spațiu ca și învelișul geografic. Și acest fapt este considerat de unii oameni de știință drept o bază pentru a pune la îndoială oportunitatea existenței termenului „înveliș geografic”, au existat propuneri de a combina acești doi termeni într-unul singur. Alți oameni de știință cred că învelișul geografic și biosfera sunt concepte diferite, deoarece. în conceptul de biosferă, atenția este concentrată pe rolul activ al materiei vii. Situația este asemănătoare cu anvelopa peisajului și biosferă. Mulți oameni de știință consideră învelișul peisajului ca un concept egal cu biosferă.

Fără îndoială, termenul „biosferă” are mai multă pondere pentru știința lumii, este folosit în diverse ramuri ale cunoașterii și este familiar oricărei persoane mai mult sau mai puțin educate, spre deosebire de termenul de „înveliș geografic”. Dar atunci când studiem disciplinele ciclului geografic, pare oportun să folosim ambele concepte, deoarece. termenul de „cochilie geografică” presupune o atenție egală pentru toate sferele care alcătuiesc compoziția sa, iar atunci când se folosește termenul de „biosferă”, accentul este pus inițial pe studiul materiei vii, ceea ce nu este întotdeauna corect.

Un criteriu important pentru separarea acestor sfere poate fi momentul apariției lor. În primul rând, a apărut un înveliș geografic, apoi s-a diferențiat sfera peisajului, după care biosfera a început să capete o influență din ce în ce mai mare printre alte sfere.

3. Definiția termenilor „peisaj”,

„complex natural-teritorial (NTC)” și „geosistem”

Termenul „peisaj” are o largă recunoaștere internațională.

Cuvântul „peisaj” este împrumutat din limba germană (pământ – pământ, schaft – relație). În engleză, acest cuvânt înseamnă o imagine a naturii, în franceză - corespunde cuvântului „peisaj”.

Termenul de „peisaj” a fost introdus în literatura științifică în 1805 de către geograful german A. Gommener și însemna un set de zone sondate dintr-un punct, închise între cei mai apropiați munți, păduri și alte părți ale Pământului.

În prezent, există 3 opțiuni pentru interpretarea conținutului termenului „peisaj”:

1. Peisaj - un concept general, asemănător cu sol, relief, organism, climă;

2. Peisaj - o zonă reală a suprafeței pământului, un individ geografic și, prin urmare, unitatea teritorială inițială în zonarea fizico-geografică;

Cu toate diferențele dintre definițiile peisajului, există o similitudine între ele în cel mai important lucru - recunoașterea relațiilor peisagistice dintre elementele naturii în complexe care există de fapt pe suprafața pământului.

Peisaj - o zonă relativ omogenă a anvelopei geografice, caracterizată printr-o combinație regulată a componentelor și fenomenelor sale, natura relațiilor, caracteristicile combinației și conexiunile unităților teritoriale mai mici (N.A. Solntsev). Ingrediente naturale - principalele componente ale sistemelor naturale (de la facies până la învelișul peisajului inclusiv), interconectate prin procesele de schimb de materie, energie, informații. Prin ingrediente naturale înțelegem:

1) mase de scoarță terestră solidă;

2) mase ale hidrosferei (apele de suprafață și subterane pe uscat);

3) masele de aer ale atmosferei;

4) biota - comunități de organisme;

Astfel, peisajul are cinci componente. Adesea, în locul maselor scoarței terestre solide, relieful este numit ca componentă, iar clima este numită în loc de mase de aer. Acest lucru este destul de acceptabil, dar trebuie amintit că atât relieful, cât și clima nu sunt corpuri materiale. Prima este forma exterioară a pământului, iar a doua este un set de anumite caracteristici meteorologice care depind de amplasarea geografică a teritoriului și de caracteristicile circulației generale a atmosferei.

Pentru a caracteriza peisajul, un om de știință peisagist are nevoie de informații din geomorfologie, hidrologie, meteorologie, botanică, știința solului și alte discipline geografice specifice. Astfel, știința peisajului „funcționează” pentru integrarea cunoștințelor geografice.

Complexul teritorial natural (NTC) poate fi definit ca un sistem spațio-temporal de componente geografice, interdependente în localizarea lor și care se dezvoltă în ansamblu.

PTC are o organizare complexă. Se caracterizează printr-o structură pe niveluri verticală, care este creată de componente, și una orizontală, constând din complexe naturale de rang inferior.

În multe cazuri, termenii „peisaj” și „complex natural-teritorial” sunt interschimbabili și sunt sinonimi, dar există și diferențe. În special, termenul „PTK” nu este utilizat în zonarea fizico-geografică, adică. nu are dimensiuni ierarhice și spațiale.

Termenul NTC, spre deosebire de peisaj, este mult mai puțin folosit ca concept general.

În 1963 V.B. Sochava a propus să numească obiectele studiate de geografia fizică geosisteme. Conceptul de „geosistem” acoperă întreaga gamă ierarhică a unităților geografice naturale - de la învelișul geografic până la diviziunile sale structurale elementare. Geosistemul este un concept mai larg decât PTK, deoarece acesta din urmă este aplicabil numai anumitor părți ale anvelopei geografice, subdiviziunilor sale teritoriale, dar nu se aplică apărării civile în ansamblu.

Această relație dintre geosistem și NTC este o consecință a faptului că conceptul de sistem are un caracter mai larg decât un complex.

sistem - un ansamblu de elemente care se află în relații și conexiuni între ele și formează o anumită integritate, unitate. Integritatea sistemului este, de asemenea, denumită aparitie.

Fiecare complex este un sistem, dar nu se poate spune că orice sistem este un complex.

Pentru a vorbi despre un sistem, este suficient să aveți cel puțin două obiecte cu care există relații, de exemplu, sol - vegetație, atmosferă - hidrosferă. Același obiect poate participa în sisteme diferite. Diferite sisteme se pot suprapune, iar acest lucru arată legătura dintre diferite obiecte și fenomene. Conceptul de „complex” (din latină „împletire, conexiune foarte strânsă a părților întregului”) nu implică niciunul, ci un set strict definit de blocuri (componente) interconectate. PTK ar trebui să includă unele componente obligatorii. Absența chiar și a unuia dintre ele distruge complexul. Este suficient să ne imaginăm CNT fără fundație geologică sau fără sol. Complexul poate fi doar complet, deși în scopul cercetării științifice este posibil să se ia în considerare selectiv conexiunile private între componente în orice combinație. Iar dacă elementele sistemului pot fi, parcă, aleatorii unul în raport cu celălalt, atunci elementele complexului, cel puțin cel natural-teritorial, trebuie să fie într-o legătură genetică.

Orice PTC poate fi numit geosistem. Geosistemele au propria lor ierarhie, propriile lor niveluri de organizare.

F.N. Milkov distinge trei niveluri de organizare a geosistemelor:

1) Planetar- corespunde cochiliei geografice.

2) Regional - zone fizice și geografice, sectoare, țări, provincii etc.

3) Local - NTC relativ simplu, din care se construiesc geosisteme regionale - tracturi, facies.

Geosistemul și NTC sunt caracterizate printr-o serie de proprietăți și calități.

Cea mai importantă proprietate a oricărui geosistem este sa integritate . Din interacțiunea componentelor ia naștere o formațiune calitativ nouă, care nu s-ar fi putut ivi prin adăugarea mecanică a reliefului, a climei, a apelor naturale etc. O calitate deosebită a geosistemelor este capacitatea lor de a produce biomasă.

Solul este un fel de „produs” al geosistemelor terestre și una dintre cele mai strălucitoare manifestări ale integrității lor. Dacă căldura solară, apa, rocile părinte și organismele vii nu ar interacționa între ele, atunci nu ar exista sol.

Integritatea geosistemului se manifestă în relativa autonomie și rezistență la influențele externe, în prezența limitelor naturale obiective, ordonarea structurii, apropierea mai mare a conexiunilor interne față de cele externe.

Geosistemele aparțin categoriei sistemelor deschise, ceea ce înseamnă că sunt pătrunse de fluxuri de materie și energie care le conectează cu mediul extern.

În geosisteme, există un schimb continuu și o transformare a materiei și energiei. Întregul set de procese de mișcare, schimb și transformare a energiei, materiei și informațiilor din geosistem poate fi numit functionare. Funcționarea geosistemului este compusă din transformarea energiei solare, circulația umidității, circulația geochimică, metabolismul biologic și mișcarea mecanică a materialului sub acțiunea gravitației.

Structura geosistemele este un concept complex. Este definită ca o organizare spațio-temporală sau ca aranjarea reciprocă a părților și modul în care acestea sunt conectate.

Aspectul spațial al structurii geosistemului constă în ordinea aranjarii reciproce a părților sale. Distinge între o structură verticală (sau radială). și orizontal (sau lateral). Dar conceptul de structură implică nu doar poziția relativă a părților constitutive, ci și modurile în care acestea sunt conectate. În consecință, se disting două sisteme de comunicații interne în PTK - verticale, adică. intercomponent și orizontal, adică intersistem.

Exemple de conexiuni verticale (fluxuri) într-un geosistem:

1) Precipitația și filtrarea acesteia în sol și în apele subterane.

2) Relația dintre conținutul de elemente chimice din soluri și soluții de sol și din plantele care cresc pe acestea.

3) Decontarea diferitelor suspensii pe fundul rezervorului.

Exemple de fluxuri orizontale de materie într-un geosistem:

1) Apa și scurgerea solidă a diferitelor cursuri.

2) Transportul eolian de praf, aerosoli, spori, bacterii etc.

3) Diferențierea mecanică a materialului solid de-a lungul pantei.

Conceptul de structură a unui geosistem ar trebui să includă și un anumit set regulat de stări ale acestuia, care se schimbă ritmic într-un anumit interval de timp (modificări sezoniere). Această perioadă de timp se numește caracteristică timp geosistemeși este de un an: perioada minimă în care pot fi observate toate elementele structurale și stările tipice ale geosistemului.

Toate elementele spațiale și temporale ale structurii geosistemului constituie invarianta sa. invariant - este un set de trăsături caracteristice stabile ale unui sistem care face posibilă distingerea acestui sistem de toate celelalte. Și mai pe scurt, putem spune că un invariant este un cadru sau o matrice de peisaj (A.G. Isachenko).

De exemplu, Muntele Rusiei Centrale se caracterizează prin tipul de tracturi de pâlnii carstice. Un invariant al acestui tip de urochish este caracteristica sa de diagnosticare - o pronunțată pe terenul este o formă negativă închisă de relief sub forma unei pâlnii în formă de con.

Aceste doline carstice se pot forma în depozite de cretă sau calcar de scris, pot fi împădurite sau acoperite cu vegetație de luncă. În aceste cazuri, avem diferite Opțiuni sau soiuri ale aceluiași invariant - tracturi de pâlnii carstice.

În procesul de funcționare, variantele de specii se pot schimba între ele - nu o dolină de cretă acoperită de vegetație se va transforma într-una de luncă-stepă, ci una de luncă-stepă într-una de pădure, în timp ce invarianta (dolina carstică ca atare) va rămâne neschimbat.

Dar, în anumite condiții, se observă și o schimbare a invariantului. Ca urmare a colmației, o pâlnie carstică se poate transforma într-un caz într-un lac, în altul - într-o depresiune de stepă mică. Dar această schimbare a invariantului înseamnă și schimbarea unui tip de tracturi la altul. În geosistemele locale ale dimensiunii tractului sau faciesului, invariantul este cel mai adesea baza litogenă.

Dinamica geosistemului- modificări ale sistemului care sunt reversibile și nu conduc la o restructurare a structurii acestuia. Dinamica include în principal modificări ciclice care apar în cadrul aceluiași invariant (zilnic, sezonier), precum și schimbări restaurative ale stărilor care apar după ce geosistemul este perturbat de factori externi (inclusiv activitatea economică umană). Schimbările dinamice indică o anumită capacitate a geosistemului de a reveni la starea inițială, adică despre sustenabilitatea acestuia. Dinamica trebuie distinsă schimbare evolutivă geosisteme, adică dezvoltare . Dezvoltare - schimbare direcționată (ireversibilă) care duce la o restructurare radicală a structurii, adică. la apariţia unui nou geosistem. Dezvoltarea progresivă este inerentă tuturor geosistemelor. Restructurarea NTC-urilor locale poate avea loc în fața ochilor unei persoane - creșterea excesivă a lacurilor, mlaștinarea pădurilor, apariția ravenelor, drenarea mlaștinilor etc.

În procesul de dezvoltare, PTC trece prin 3 faze. Prima fază - originea și formarea - se caracterizează prin adaptarea materiei vii la substrat, iar impactul biotei asupra substratului este mic. A doua fază este impactul activ și puternic al materiei vii asupra condițiilor habitatului său. A treia fază este o transformare profundă a substratului, care duce la apariția unui nou PTK (conform K.V. Pashkang).

Pe lângă cauzele interne, pe Dezvoltarea NTC-urilor este influențată și de cele externe: spațiale, pământului general (tectonică, circulație atmosferică generală) și locală (influența NTC-urilor vecine). Activitatea combinată a factorilor externi și interni duce în cele din urmă la înlocuirea unui PTK cu altul.

Activitatea umană a început să aibă o mare influență asupra PTK. Aceasta duce la faptul că NTC-urile se schimbă, chiar a apărut și termenul de complex natural-antropogen (complex tehnogen), în care, alături de componentele naturale, apar societatea și fenomenele asociate activităților sale. În prezent, NTC este adesea considerat ca un sistem complex format din 2 subsisteme: natural și antropic.

Odată cu dezvoltarea ideilor despre impactul omului asupra mediului, a apărut conceptul de geosistem de producție naturală, unde componentele naturale și industriale din peisajele natural-antropice sunt studiate concomitent. Aici, o persoană este considerată în sfera socială, culturală, economică și tehnologică.

Ecosistem și Geosistem

Una dintre caracteristicile geografiei moderne este ecologizarea acesteia, o atenție deosebită acordată studiului problemelor de interacțiune dintre om și mediul natural.

Ecosistem - orice comunitate de ființe vii și habitatul său, unite într-un singur întreg funcțional pe baza interdependenței dintre componentele ecologice individuale. Ecosistemele sunt studiate de ecologie, care face parte din disciplinele ciclului biologic. Există microecosisteme (un cocoș într-o mlaștină), mezoecosisteme (lunca, iaz, pădure), macroecosisteme (ocean, continent), există și un ecosistem global - biosfera. Adesea, ecosistemul este considerat un sinonim pentru biogeocenoză, deși biogeocenoza - parte a biosferei, un sistem natural omogen de organisme vii interconectate funcțional cu un mediu abiotic.

Ca urmare a activității economice active a societății, au loc schimbări semnificative ale ecosistemelor și transformarea lor în antropică (mlaștini drenate, terenuri inundate, păduri tăiate).

Sistemul natural studiat de geografie se numește geosistem - un tip special de sistem material format din componente naturale și socio-economice, teritoriu.

Ecosistemul și geosistemul au asemănări și diferențe. Asemănarea constă în aceeași compoziție a componentelor biotice și abiotice incluse în ambele sisteme.

Diferențele dintre aceste sisteme sunt exprimate în natura conexiunilor. În geosistem, conexiunile dintre componente sunt echivalente, adică. relieful, clima, apa, solul și biota sunt studiate în mod egal. Ecosistemul se bazează pe ideea inegalității fundamentale a componentelor incluse în el. În centrul studiului ecosistemului, comunitățile de plante și animale și toate relațiile din ecosistem sunt studiate de-a lungul liniei comunităților vegetale și vii - componenta abiotică a naturii. Relațiile dintre componentele abiotice rămân ascunse.

O altă diferență între un ecosistem și un geosistem este că ecosistemul este, așa cum ar fi, fără dimensiuni, adică. nu are un domeniu de aplicare strict. În ecosistem, sunt luate în considerare și bârlogul unui urs, gaura unei vulpi și un iaz. Cu o sferă atât de largă și nedefinită, unele categorii de ecosisteme pot să nu coincidă cu geosistemele.

Ultima diferență se poate manifesta prin faptul că în geosistem, spre deosebire de ecosistem, apar noi componente, precum populația, obiectele economice etc.

Masele de aer și clima.

Apele naturale și scurgerile.

Tracturi și podurochishchi.

4. Zona geografică ca cea mai mare parte morfologică a peisajului.

Nivelul planetar, regional și local al geosistemelor.

Sistemele naturale pot fi formațiuni de dimensiuni variate, fie foarte extinse, amenajate complex, până la învelișul peisajului, fie relativ mici ca suprafață și mai omogene la nivel intern. Toate geosistemele naturale sunt împărțite în trei niveluri în funcție de dimensiunea și complexitatea dispozitivului: planetar, regional și local.

Nivelul planetar al geosistemelor include anvelopa geografică ca întreg, continente, oceane și centuri fiziografice. Așadar, Shubaev în cartea sa despre geografia generală diferențiază învelișul geografic în raze continentale și oceanice: trei continentale - european-african, asiatic-australiene, americane și trei oceanice - Atlantic, Indian și Pacific. În continuare, el ia în considerare zonele geografice. Alți geografi (D.L. Armand, F.N. Milkov) încep să numere nivelul planetar al geosistemelor din învelișul peisajului (sferă), urmat de zonele geografice, continente și oceane. Geosistemele de nivel planetar sunt sfera de interese științifice a geografiei generale.

Nivelul regional al geosistemelor cuprinde țări fizico-geografice, regiuni, provincii, unii geografi au centuri fizico-geografice, zone, subzone. Toate aceste unități sunt studiate în cadrul cursurilor de geografie fizică regională și știință a peisajului.

Nivelul local al geosistemelor include complexe naturale, de regulă, limitate la mezo- și microforme de relief (ravene, rigole, văi ale râurilor) sau elementele acestora (pante, vârfuri, fund). Din seria ierarhică a geosistemelor de nivel local se disting facies, tracturi și localități. Aceste geosisteme fac obiectul de studiu al științei peisajului, în special al secțiunii sale despre morfologia peisajului.

Principala sursă de informații noi despre CNT este cercetarea de teren, care se concentrează pe peisaj. Dar există o mulțime de peisaje individuale specifice pe Pământ. Conform estimărilor aproximative, numărul lor total ar trebui exprimat în cinci sau șase cifre. Ce se poate spune despre localități, tracturi, facies! Prin urmare, ca orice altă știință, geografia nu se poate descurca fără clasificarea obiectului studiat. În prezent, o astfel de grupare de geosisteme este considerată larg acceptată, în care mai multe taxoni (ranguri) geosistemice sunt enumerate de sus în jos, iar fiecare inferior este un element structural în cel superior. Acest mod de organizare a obiectelor se numește ierarhie (din grecescul „scara de serviciu”).

Geosisteme regionale

(provincii, regiuni și țări fizico-geografice)

Obiectul principal de studiu în cursul geografiei fizice regionale este țara fizico-geografică. Țara fizico-geografică - aceasta este o mare parte a continentului, corespunzând unei mari structuri tectonice și destul de unificate din punct de vedere orografic, caracterizată prin unitate climatică (dar în limite largi) - gradul de continentalitate a climei, regimul climatic și originalitatea spectrul zonalităţii latitudinale de pe câmpie. Și în munți - un sistem de tipuri de zonare altitudinală. Țara se întinde pe o suprafață de câteva sute de mii sau milioane de kilometri pătrați. Exemple de țări fizice și geografice din Eurasia de Nord sunt Câmpia Rusă. Țara munților Urali, Câmpia Siberiei de Vest, Țara munților Alpino-Carpați. Toate țările pot fi combinate în două grupuri: muntoase și de câmpie.

Următoarea unitate geografică din ierarhia geosistemelor este zonă fizico-geografică - parte dintr-o țară fiziografică, izolată preponderent în timpul neogen-cuaternar sub influența mișcărilor tectonice, glaciațiilor continentale, cu același tip de relief și climă și o manifestare particulară de zonalitate orizontală și zonare altitudinală. Exemple de regiuni fizico-geografice sunt câmpia Meshcherskaya. Muntele Rusiei Centrale. Ținutul Oka-Don, zona de stepă a Câmpiei Ruse, zona taiga din Câmpia Siberiei de Vest, regiunea Kuznetsk-Altai.

În plus, la zonarea teritoriului, ei disting provincie fizico-geografică - parte a regiunii, caracterizată printr-un relief comun și o structură geologică, precum și caracteristici bioclimatice. De obicei, provincia coincide cu o mare unitate orografică: munte, câmpie, un grup de lanțuri muntoase etc. Exemple: provincia Meshcherskaya de păduri mixte din Câmpia Rusă, provincia silvostepă din Câmpia Oka-Don, provincia Salairo - Kuznetsk.

Regiunea fizico-geografică (peisagistică). - o parte relativ mare, izolata geomorfologic si climatic a provinciei, in cadrul careia se pastreaza integritatea si specificul structurii peisagistice. Fiecare zonă se distinge printr-o anumită combinație de forme de mezorelief cu microclimatul caracteristic, diferențele de sol și comunitățile de plante. Districtul este cea mai de jos unitate a nivelului regional de diferențiere a anvelopei geografice. Exemple: Bazinul Kuznetsk, Salair, Muntele Shoria, Kuznetsk Alatau.

La analiza materialelor cartografice s-au calculat dimensiunile aproximative ale geosistemelor de diferite niveluri. În general, cu cât nivelul ierarhic al unui geosistem este mai mare, cu atât aria acestuia este mai mare (Tabelul 2).

masa 2

Dimensiuni aproximative ale geosistemelor de diferite ranguri în zone plate

Grosimea verticală a geosistemelor V.B. Sochava estimează următoarele valori:

Facia - 0,02 - 0,05 km

Peisaj -1,5- 2,0 km

Provincie - 3,0 - 5,0 km

Centura fizico-geografică - 8,0 - 18,0 km

Dar există multe incertitudini în astfel de estimări, de vreme ce nu există date cuprinzătoare și chiar criterii teoretic bine definite pentru stabilirea atât a granițelor superioare, cât și inferioare ale geosistemelor de diferite niveluri ierarhice.

zonarea peisajului.

3. Sectorul geografic și impactul acestuia asupra structurilor peisajului regional.

4. Zonalitatea altitudinală ca factor de diferențiere a peisajului.

I. Eroziune-denudare a disecat munți joase cu bazine largi plane, vârfuri în formă de cupolă sau culmi aplatizate separate cu păduri întunecate de conifere și mixte pe soluri brune de munte-pădure, mai rar sodio-podzolice.

24. Păduri întunecate de conifere și mixte pe păduri de munte sodio-podzolice, podzolice și brune.

25. Păduri de conifere întunecate pe soluri brune de pădure de munte, rareori sol-podzolice.

II. Suprafețe de bazine hidrografice cu bazine late convexe și în formă de creastă, cu stânci, vârfuri cu păduri rare mixte (brad-cedru-frunze mici) pe soluri brune de munte-pădure.

26. paduri de brad-cedru, mesteacan-cedru pe soluri brune de munte-padure.

27. Păduri de pin siberian-brad cu mesteacăn pe soluri brune de pădure de munte și de munte sodio-podzolice.

D. Văile râurilor.

I. Văi terasate compuse din material nisipos-pietriș-bolovan, lut-pietriș-pietriș cu păduri de sogre și salcie-plop, alternând cu lunci de luncă, arbuști și mlaștini pe soluri aluvionale-lunca și mlaștină.

28. păduri de zada-molid pe soluri turboase-gley, în combinație cu mesteacăn înfundat, păduri de molid-mesteacăn (sogry) pe soluri turb-gley, humus-gley.

29. o combinație de păduri cu frunze mici-conifere, mlaștini, arbuști, pajiști pe gazon-lunca, turboase-humus, pe alocuri soluri turboase.

30. pajişti ierboase-cereale alternând cu păduri de salcie şi plop pe solurile aluvionare şi de luncă.

31. mlaștini ierboase, cu mușchi, cu o combinație de păduri mlăștinoase pe soluri humus-turboase.

32. Granița regiunii Kemerovo

33. Granița peisajelor

Peisaje de exagerare de mijloc montan și de eroziune-denudare.

Peisajele glaciare din Muntele Alatau-Shor ocupa suprafete relativ mici. În această regiune muntoasă au fost descoperiți 91 de ghețari cu o suprafață totală de 6,79 km 2. Zona de distribuție a ghețarilor se întinde de la Muntele Bolșoi Taskyl în nord până la creasta Teren-Kazyrsky din sudul Kuznetsk Alatau în cadrul lanțului muntos Tegir-Tysh. Ghețarii sunt localizați în grupuri, formând centre separate de glaciare, care, la rândul lor, pot fi combinate în regiuni. Nord - ghețari de lângă Muntele Big Taskyl cu o suprafață totală de 0,04 km2. Central - ghețari de lângă Muntele Krestovaya, Munții Sredny Kanym, Munții Bolshoy Kanym, Munții Cheksu cu o suprafață totală de 2,65 km2. Sud - ghețari care se află la nord și la sud de lanțul muntos Tigirtish, cu o suprafață totală de 4,1 km2.

Principala caracteristică fizică și geografică a Kuznetsk Alatau este nivelul hipsometric extrem de scăzut al peisajelor glaciare. Cele mai multe dintre ele sunt situate la o altitudine de 1400-1450 m. Unii ghețari se termină la o altitudine de 1200-1250 m. În regiunea de sud, ghețarii individuali coboară până la 1340-1380 m. Ghețarii de panta sunt cei mai jos. Unele dintre ele sunt situate în limita superioară a pădurii. Ghețarii din Kuznetsk Alatau se află mai jos decât în ​​alte regiuni muntoase interioare ale emisferei nordice, la aceeași latitudine.

Factorul determinant în existența peisajelor glaciare din Kuznetsk Alatau este redistribuirea vântului și concentrarea zăpezii în furtuna de zăpadă pe versanții sub vânt ale munților. Ghețarii ocupă marginile sub vânt ale teraselor înalte, versanții sub vânt în spatele unor vaste zone de bazine hidrografice și vârfuri asemănătoare platourilor, se formează în circuri și pe pereți umbriți, la poalele pantelor abrupte și în jgheaburi de eroziune-nivale. În Kuznetsk Alatau, ghețarii nu coboară în văi, ci sunt localizați pe versanți, astfel încât cel mai comun tip de ghețari din această zonă este panta.

Existența ghețarilor moderni în Kuznetsk Alatau se explică printr-o combinație de factori climatici și orografici favorabili glaciației.